Силові трансформатори (автотрансформатори) підстанцій
Трансформатор є статичний електромагнітний апарат з двома (або більше) обмотками, призначений найчастіше для перетворення змінного струму однієї напруги в змінний струм іншої напруги. Перетворення енергії у трансформаторі здійснюється змінним магнітним полем. Трансформатори широко застосовуються при передачі електричної енергії на великі відстані, розподіл її між приймачами, а також у різних випрямних, підсилювальних, сигналізаційних та інших пристроях.
Залежно від призначення розрізняють силові трансформатори, вимірювальні трансформатори напруги та трансформатори струму.
Силові трансформатори перетворять змінний струм однієї напруги на змінний струм іншої напруги для живлення електроенергією споживачів. Залежно від призначення вони можуть бути такими, що підвищують або знижують. У розподільчих мережах застосовують, як правило, трифазні двообмотувальні знижувальні трансформатори, що перетворюють напругу 6 і 10 кВ на напругу 0,4 кВ.
При передачі електричної енергії від електростанції до споживачів сила струму в лінії зумовлює втрати енергії в цій лінії та витрату кольорових металів на її пристрій. Якщо при одній і тій же потужності, що передається, збільшити напругу, то сила струму в такій же мірі зменшиться, а отже, можна буде застосувати дроти з меншим поперечним перерізом. Це скоротить витрати кольорових металів при влаштуванні лінії електропередачі та знизить втрати енергії в ній.
Електрична енергія виробляється на електростанціях синхронними генераторами при напрузі 11-20 кВ;в окремих випадках застосовують напругу30-35 кВ.Хоча такі напруги є занадто високими для їх безпосереднього використання у виробництві та для побутових потреб, вони недостатні для економічної передачі електроенергії на великі відстані. Подальше підвищення напруги в лініях електропередач (до 750 кВ і більше) здійснюють підвищують трансформаторами.
Приймачі електричної енергії (лампи розжарювання, електродвигуни і т. д.) з міркувань безпеки розраховують на нижчу напругу ( 110-380 В ).Крім того, виготовлення електричних апаратів, приладів та машин на високу напругу пов'язане з значними конструктивними складнощами, оскільки струмопровідні частини цих пристроїв при високій напрузі вимагають посиленої ізоляції. Тому висока напруга, при якому відбувається передача енергії, не може бути безпосередньо використано для живлення приймачів і підводиться до них через трансформатори, що знижують.
Електричну енергію змінного струму на шляху від електростанції, де виробляється, до споживача доводиться трансформувати 3-4 разу. У розподільчих мережах понижуючі трансформатори навантажуються неодноразово і не повну потужність. Тому повна потужність трансформаторів, що використовуються для передачі та розподілу електроенергії, у 7-8 разів більша за потужність генераторів, що встановлюються на електростанціях.
Перетворення енергії у трансформаторі здійснюється змінним магнітним полем з використанням магнітопроводу.
Напруги первинної та вторинної обмоток, як правило, неоднакові. Якщо первинна напруга менше вторинної, трансформатор називаєтьсяпідвищуючим,якщо більше вторинної —знижуючим.Будь-який трансформатор може бути використаний і як підвищуючий, і як знижуючий. Підвищуючітрансформатори застосовують передачі електроенергії великі відстані, а понижающие — її розподілу між споживачами.
Трансформатори внутрішньої установки призначені для роботи при температурі навколишнього повітря від -40 до + 45°З відносною вологістю до 80%.
В однофазних трансформаторах напруги на 6 до 10 кВ переважно застосовується лита ізоляція. Трансформатори з литою ізоляцією повністю або частково (одні обмотки) залиті ізоляційною масою (епоксидною смолою). Такі трансформатори, призначені для внутрішньої установки, вигідно відрізняються від масляних: мають менші маси та габаритні розміри і майже не вимагають догляду в експлуатації.
Трифазні двообмотувальні трансформатори мають звичайні тристрижневі магнітопроводи, а триобмотувальні - однофазні броньові.Трьохфазний триобмотувальний трансформатор являє собою групу з трьох однофазних однополюсних одиниць, обмотки яких з'єднані за відповідною схемою. Трифазний трансформатор менше за масою та габаритами, ніж група з трьох однофазних трансформаторів. Під час роботи трифазного трансформатора для резерву потрібно мати інший трансформатор на повну потужність
У масляних трансформаторах основним ізолюючим і охолодним середовищем є трансформаторне масло.
Масляний трансформатор складається з магнітопровід,обмоток,бака,кришки з вводами.Магнітопровід збирають із ізольованих один від одного (для зменшення втрат на вихрові струми) листів холоднокатаної електротехнічної сталі. Обмотки виготовляють із мідного або алюмінієвого дроту. Для регулювання напруги обмотка ВН має відгалуження, що з'єднуються з перемикачем. У трансформаторах передбачено два види перемикання відгалужень: піднавантаженням - РПН (регулювання під навантаженням) і без навантаження, після відключення трансформатора від мережі - ПБВ (перемикання без збудження). Найбільш поширений другий спосіб регулювання напруги як найпростіший.
Крім зазначених трансформаторів з масляним охолодженням (ТМ) випускаютьсятрансформатори в герметичному виконанні (ТМГ), в яких масло не повідомляється з повітрям і, отже, виключається його прискорене окислення та зволоження. Масляні трансформатори у герметичному виконанні повністю заповнені трансформаторним маслом і не мають розширювача, а температурні зміни його об'єму при нагріванні та охолодженні компенсуються зміною об'єму гофрів стінок бака. Ці трансформатори заповнюються олією під вакуумом, внаслідок чого підвищується електрична міцність їхньої ізоляції.
Сухий трансформатор,так само, як і масляний, складається з магнітопроводу, обмоток ВН і ПН, укладених у захисний кожух. Основним ізолюючим і охолодним середовищем є атмосферне повітря. Однак повітря є менш досконалим ізолюючим і охолодним середовищем, ніж трансформаторне масло. Тому в сухих трансформаторах усі ізоляційні проміжки та вентиляційні канали роблять більшими, ніж у масляних.
Сухі трансформатори виготовляють з обмотками зі склоізоляцією класу нагрівостійкості (ТСЗ), а також з ізоляцією на кремнійорганічних лаках класу Н (ТСЗК). Для зменшення гігроскопічності обмотки просочують лаками. Застосування як ізоляція обмоток скловолокна або азбесту дозволяє значно підвищити робочу температуру обмоток і отримати практично пожежобезпечну установку. Ця властивість сухих трансформаторів дає можливість застосовувати їх для встановлення всередині сухих приміщень у випадках, колизабезпеченняпожежної безпеки установки є вирішальним фактором. Іноді сухі трансформатори замінюють більш дорогими та складними у виготовленні совтоловими.
Сухі трансформатори мають дещо більші габаритні розміри та масу (ТСЗ) та меншу перевантажувальну здатність, ніж масляні, та використовуються для роботи в закритих приміщеннях з відносною вологістю не більше 80%. До переваг сухих трансформаторів відносять їхню пожежобезпеку (відсутність масла), порівняльну простоту конструкції та відносно малі витрати на експлуатацію.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: